固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析

采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为,确定了析出相的类型、粒度分布、含量及组成结构式.结果表明:氮含量低的1Cr22Mn15N0.6以M23C6型碳化物析出为主,氮含量高的1Cr22Mn15N0.9以(CrFe)2N1-x型氮化物析出为主,高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加.     

Cr18Ni3Mn11Cu3NbN不锈钢组织和性能分析

为研究超临界火电用奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的显微组织和性能,分析了Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的金相组织和断口形貌,检测了室温拉伸性能和高温短时拉伸性能.金相组织分析表明,在奥氏体基体中呈弥散分布着NbN化合物,并有少量呈簇状析出,还存在少量高温铁素体和纯Nb相.断口分析表明,室温拉伸断口有明显缩颈,断面形貌呈等轴韧窝状,是韧性断裂.Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的室温力学性能满足ASME Code Case 2328-1标准,其中拉伸强度远大于规定值;高温短时拉伸强度大于Super304H奥氏体不锈钢的实测值,但延伸率有一定的差距,主要原因是少量高温铁素体的存在.     

Mn16钢V析出物的平衡相计算及分析

为预测和控制钢中V的析出物以及优化钢的成分,利用Thermo-Calc热力学软件对Mn16钢在不同温度下析出相的组成、相的析出温度、V的析出规律进行了计算,研究了C,N含量对V析出规律的影响。结合复型透射实验对V的析出行为进行了研究。结果表明:平衡态下微合金钢中的析出相主要为MnS,AlN,(TiV)(CN),(VTi)(CN)。微量的V可以在高温下的奥氏体中与Ti复合析出,形成(TiV)(CN);而钢中的V主要是以单独相的形式在γ→α"相间析出",形成VC。C含量的变化对V(CN)的析出行为影响不大,N对V(CN)的析出温度影响较显著,特别是N质量分数在0.02%～0.03%时,V(CN)的析出温度升高了124℃。     

2Cr13Ni4Mn9奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向的研究

采用等温方法测定了2Cr13Ni4Mn9钢碳化物开始析出曲线与发生晶间腐蚀所需最短时间曲线,研究了该钢在不同冷速下的晶间腐蚀行为;考查了冷变形量对晶间腐蚀的影响。结果表明,该钢碳化物开始析出曲线与发生晶间腐蚀所需最短时间曲线均呈“C”形,并可分别用方程 lgt=43.883-0.116T+7.779×10~(-5)T~2 lgt=40.037-0.109T+7.673×10~(-5)T~2来描述。由于该钢碳化物析出的孕育期短,因而晶间腐蚀敏感性强。固溶后的冷速对该钢晶间腐蚀倾向有强烈影响,冷变形对晶间腐蚀没有影响。     

高氮奥氏体不锈钢层片结构热处理调整

以0Cr21Mn17Mo2NbN高氮奥氏体不锈钢为实验材料,经1 140℃和10h固溶处理后,在750、850、950℃下进行不同保温时间时效处理,然后经1 020℃分别保温2、4h后水淬。实验结果表明,相同的保温时效时间内,850℃下析出最为明显。同一时效温度下,随保温时间延长,胞状析出物由晶界向晶内生长,形状呈层片状、条状、短棒状及颗粒状;850℃时效8、16h后经1 020℃保温4h,析出物球化现象比较明显。随着保温时间延长,硬度不断降低。     

Mn18Cr18N钢异步轧制过程的微观组织和显微硬度

研究了不同异步轧制速比对Mn18Cr18N无磁不锈钢板材微观组织和微观硬度的影响。结果表明,通过异步热轧,板材由表层到中心层的微观组织为梯度分布,表层晶粒细化效果明显;当异速比增至1.2时,表层晶粒细化至2.2μm,细晶层厚度为390μm;异步热轧板沿厚度方向的维氏显微硬度呈抛物线形式,随着异速比的增大,硬度总体水平下降,表层到中心层的硬度下降趋势增大。     

冷变形对含铝奥氏体钢高温时效析出的影响

研究不同冷变形量(0,20%和50%)对固溶态含铝奥氏体不锈钢在650℃、时效120 h后的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：当冷变形量由0增加至20%时,位错密度急剧增加,而当冷变形量增加到50%时,位错密度增加缓慢。在晶内,不同冷变形量的3种样品均可见NiAl析出相,其析出数量与冷变形量成正比。当冷变形量为20%时,可使NiAl相尺寸略微细化;而当冷变形量增加到50%时,可使NiAl相的尺寸略微粗化。在晶界处,3种样品均析出较多的Cr₂₃C₆。冷变形量分别为20%和50%的样品,晶界处Laves相和NiAl相的析出量增多,但Laves相在晶内的析出量则较少。在室温时,适当的冷变形量会使实验钢的强度显著提高,进一步加大冷变形量对强度的贡献很小,但会明显削弱实验钢塑性;高温时,50%冷变形量样品的强度比20%冷变形量的样品强度低,但塑性略有提高。综上所述,当冷变形量为20%时,合金具有良好的拉伸性能。     

18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢冷轧变形过程中的组织演变和形变强化

利用XRD、TEM、SEM和拉伸实验等分析测试方法研究了18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷轧变形过程中的组织演变和形变强化规律.结果发现:18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷变形过程中并未发生形变诱导相变,微观组织和力学性能在变形量为43.8%附近出现转折.提出了屈服强度随应变变化的预测方程.     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)23C6、(Cr,Fe)23C6、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.     

1Cr18Ni9Ti气体软氮化预处理

提出一种新的表面预处理剂,经这种预处理剂处理后的1Cr18Ni9Ti不锈钢能在NH_3+CO_2的气氛中进行软氮化,氮化层均匀,显微硬度值可达Hv1418。     

345 MPa级别耐火钢高温状态下组织及析出相

为生产出优质耐火建筑用钢,研究345MPa级别耐火钢在高温下组织及析出相的变化对力学性能的影响,重点分析了M-A岛在耐火钢中的作用。结果表明,试验耐火钢的组织由铁素体、少量粒状贝氏体和M-A岛组成的混合组织;试验耐火钢在高温状态下具有稳定性良好的M-A岛和在基体或晶界中析出Nb和Ti的第二相质点,是耐火钢在高温下具有良好性能的重要原因。     

含氮奥氏体钢时效析出Cr2N的数值模拟

研究Fe-24Mn-18Cr-3Ni-0．6N高氮奥氏体钢在1023～1223K温度范围内时效过程中Cr2N的析出规律。根据析出相变热力学和动力学建立Cr2N析出的定量计算的数理模型。利用人工神经网络进行计算和验证,结果是满意的。该数学模型可用于高氮奥氏体钢时效Cr2N析出的计算设计和预测。     

18%Cr-12%Mn-0.55%N高氮奥氏体不锈钢低温性能与组织稳定性

研究了高氮奥氏体不锈钢18%Cr-12%Mn-0.55%N在室温和低温下的力学行为和组织稳定性,并对实验钢的断裂失效行为进行了讨论.低温冲击实验结果表明,实验钢在-70℃前后存在韧脆转变现象,这种脆性类解理断裂是在奥氏体的{111}面发生的;低温拉伸实验结果表明,该钢室温拉伸时即有相变发生,相变产物除α′马氏体外,还发现了一种不同于α′马氏体的相变产物,其结构和相关参数暂不能确定.基于冲击实验和拉伸实验结果可以认为,该钢在-60℃以上有很好的强度和塑性结合,因此其使用温度应该在-60℃以上.     

注射成形0Cr17Mn11Mo3N无镍高氮不锈钢的烧结

采用粉末注射成形技术制备了0Cr17Mn11Mo3N无镍高氮奥氏体不锈钢,研究了各烧结工艺参数(温度、时间、气氛)对其相对密度及氮含量的影响. 结果表明:温度是最重要的烧结参数,提高温度可以显著增加烧结体的相对密度,但引起氮含量的下降,在1300℃以上烧结,烧结体相对密度可达99%以上;烧结时间所起作用不明显,烧结2h足够使粉末致密化过程完成;气氛对0Cr17Mn11Mo3N不锈钢的烧结影响显著,在N2 H2混合气中烧结比在纯N2气中获得更高的相对密度及更低的氮含量. 0Cr17Mn11Mo3N不锈钢的最佳烧结条件为:温度1300℃,时间2h,气氛采用流动的高纯氮气,此时烧结体相对密度达到99.1%,氮质量分数为0.78%.     

2205双相不锈钢中σ相的析出规律

2205双相不锈钢经过1300℃固溶处理和不同程度的冷轧变形后,在不同温度下保温不同时间后水冷.利用金相显微镜和透射电镜观察试样的组织,用 Image Tool 软件分析组织中σ相的含量,研究2205双相不锈钢中σ相的析出规律.在950℃保温,当冷轧变形量从50%增大到85%时,σ相析出时间从30 min 缩短为3 min.冷轧变形量为85%的试样,在950℃保温,当保温时间从3 min 延长至30 min 时,σ相的体积分数从1.2%增大到11.8% .在 875~950℃保温5 min 后,当温度从875升高至950℃时,σ相的体积分数从8.9%降低至3.6%;在975℃保温5 min 后,组织中不存在 σ相.     

00Cr25Ni2Mo3Mn10N高氮超级双相不锈钢的组织和性能

一种新型的资源节约型高氮超级双相不锈钢00Cr25Ni2Mo3Mn10N开发出来,氮质量分数达到0.5％.研究表明,经热锻和1 050 ℃固溶处理后,基体组织由铁素体和奥氏体组成,铁素体质量分数约为47％,氮质量分数的增加能明显提高材料的机械性能和腐蚀性能.通过对比研究表明,00Cr25Ni2Mo3Mn10N的综合性能相当于或优于00Cr25Ni7Mo4N 超级双相不锈钢.     

10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢组织与性能研究

研究了固溶处理温度对热轧态10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并进一步揭示了该材料的低温韧脆转变行为。结果表明,随着固溶温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而延伸率和耐腐蚀性能逐渐增大。这是因为高温固溶促进了热轧阶段形成的有害相重新溶解,从而消除析出相对性能带来的不利影响。10Cr21Mn16NiN钢在低温冲击载荷下表现出明显的韧脆转变行为,韧脆转变温度在-110℃附近,高于-110℃可以获得强度与韧性的良好配合。     

含硼氮中碳铝镇定钢中BN夹杂析出热力学分析

运用数值模拟方法对含硼氮中碳铝镇定钢中BN析出的热力学条件进行分析,研究该钢种在冶炼浇注及加热奥氏体化过程中BN夹杂物的析出规律,并与试验情况进行了比较。结果表明,在钢液中初始w(B)≤0.012%、初始w(N)≤0.03%的情况下,含硼氮中碳铝镇定钢浇注凝固过程中不能析出BN夹杂物,且钢液中B的富集程度远高于N,凝固末期残余液相中,B浓度是其初始浓度的20倍,N浓度约为其初始浓度的2.1倍;钢中w(B)为0.005%~0.01%、w(N)为0.01%~0.03%时,在1470K奥氏体化温度以下,可以稳定析出BN夹杂物,B、N含量越高,BN夹杂开始析出的温度越高;在奥氏体化过程中,钢坯中酸溶铝含量越高,越容易析出BN夹杂物。     

热时效和辐照环境下Fe-Cr-Mn奥氏体钢晶界溶质元素偏聚和相析出

研究了含2％W和V的Fe-Cr-Mn合金经热时效处理和电子辐照条件下,溶质元素晶界偏聚和析出相的行为。实验结果表明:在含W、V合金中热时效引起Cr、Mn晶界贫化,它决定于富Cr碳化物M_(23)C_6中组元组成。辐照条件下,两种合金中Cr、Mn都发生晶界贫化,它决定于辐照产生空位浓度和空洞体胀量,辐照诱起晶界元素偏聚影响析出相成分。